基于安全级DCS系统的故障诊断与处理要求

基于安全级DCS系统的故障诊断与处理要求

刘杨中华

（福清核电有限公司福建350318）

摘要：在核电厂仪控系统当中，安全级DCS是重要的核心，需要能够做好其故障处理，保障其稳定运行。在本文中，将就DCS系统的故障诊断与处理要求进行一定的研究。

关键词：安全级DCS系统；故障诊断；处理要求

1引言

在核电厂不断发展的过程中，安全系统水平不断提升。其中，DCS是重要的系统类型，对于电厂的稳定运行具有十分重要的作用。而在实际运行当中，也具有一定的几率发生故障问题，对此，即需要能够积极做好故障诊断工作，联系实际情况做好处理，保障系统的稳定运行。

2主要故障类型

在DCS系统运行中，其可能出现的故障类型有：第一，系统故障。即对系统正常运行具有影响的故障，根据故障发生情况可以分为偶然性故障以及固定性故障。当系统故障发生后，如在经过重启后可以恢复正常，则为偶然性故障。而如果在重启后依然存在问题，需要对软件、硬件进行处理才能够恢复，则为固定性故障；第二，硬件故障。即DCS系统当中的某模块发生损坏情况而出现的故障。该类故障通常会对局部产生影响，且表现较为明显，同元件内部的老化具有直接的联系；第三，软件故障。该故障同系统软件错误具有直接的联系，又可以分为系统软件以及应用软件两种类型。其中，应用软件具有较大的错误发生概率，也是最为常见、需要认真处理的问题类型。

3故障诊断处理

3.1诊断概述

在该项工作当中，即是根据系统所发生故障情况对故障原因以及故障点进行定位，同时对适当的保护措施进行应用。在DCS系统诊断中，其中的I/O模块都具有LED指示以及状态的诊断显示，对于该部分内容，通过对模块面板上LED的观察即能够获得状态信息。在系统运行当中，当其中的单个I/O模块发生故障问题后，相关设备并不会出现跳闸或者故障问题，且单点故障的出现也不会对整个模块的正常工作产生影响。而当模块电源发生故障时，对于受控设备的驱动输出，即需要将其保持在“安全”或者“原有状态”中，且不会出现误动情况。对于模拟量输入通道，需要保证能够对输入端子完全的断路进行承受，且不会对输入通道产生影响，否则即需要具有单独熔断器的应用对其进行保护。具体来说，要保证不同供电回路都具有单独熔断器的设置，并在其断开时自动发出报警信号。

3.2系统自检

在该项工作中，即设备在处于正常运行状态时，通过特定程序的应用对系统当中的模块、部件运行状态进行监测。当故障问题出现后，则会对存在故障的模块、部件进行判定，便于维修工作的开展。在该项工作当中，其目的即是保障系统在发生故障时能够及时的发现，对定期试验间隔进行延长。对设备内部的故障进行检测，使非安全故障能够经过引导达到安全状态当中，对设备的可用率进行提升。同时，能够对自检输出提供指示，对安全级DCS系统的状态信息进行给出，保证DCS系统在探测故障后及时发出报警信号。在具体系统运行中，其需要具有以下功能：第一，能够对信号监测通道的零点漂移进行模拟，对动作精度触发，能够进行在线的测试与校准。当通道敏感元件发生失效情况时，能够对其进行自动的检测，包括有超量程、短路以及断路问题等；第二，能够对在线检测组件的故障问题进行诊断，快速定位所发生的故障；第三，处理器监测，对共享存储快以及随机存储器进行校验。在DCS系统运行中，需要具有自诊断程序，对于网络以及总线上的相关功能模块、回路进行周期性诊断。在诊断过程中，当发现存在异常情况时对故障代码生成，提示对应的故障，在工程师站上对故障发生的位置进行报告显示。在对故障情况了解后，则可以通过对显示状态的把握对不正常状态内容进行查询。

3.3定期试验

在该项试验中，其能够对系统是否能够完成对应的保护功能进行验证。在该项试验活动进行中，不得出现对电厂正常运行造成干扰的情况，不能够因试验使仪控系统出现虚假动作。仪控该系统要能够定期的进行完整功能试验，通过该方式对通过自诊断方式无法发现的故障问题进行把握，具体的试验频率，则可以根据设备可靠性指标以及仪控系统相关指标对其进行确定。在具体试验范围方面，包括有传感器输入卡件到仪控系统输出设备，在保证安全系统对功能能力进行执行的同时，在功率运行中，也需要能够做好校准、试验相关能力的提供，更好的体现出自身的安全功能。对于试验过程当中形成的结果，即需要能够对其做好记录，将其实现对标准输出设备的输出，做好归档以及核查工作。同时，DCS系统需要按照相关安全准则要求的功能性校准、试验的能力，并保证这部分工作在实际开展当中不会影响到电厂的正常运行以及系统的相关安全功能，不得出现导致误驱动以及误触动的情况，同时能够对DCS系统进行校准。

3.4表决逻辑退化

在系统运行当中，当出现卡件故障、通道故障问题时，则会对系统表决逻辑执行产生影响。在实际生产中，为了保证系统当中单个保护仪表通道因试验、发生故障退出运行，且其他通道依然能够对单一故障准则进行满足，最大程度保证电厂具有较好的运行性，即需要能够及时做好表决逻辑退化处理。具体来说，当上游保护仪表通道因试验、故障影响不可用时，则将自动进入逻辑退化过程。以“2/4”表决逻辑为例，当其中的一个通道处于不可用状态时，那么该逻辑则将自动退化到“2/3”，而如果其中两个通道不可用，该逻辑则将退化到“1/2”，在该种情况下，如果再出现一个通道不可用的情况，那么该表决条件即满足，系统对保护信号发出。在此过程中，因逻辑从“2/3”退化到“1/2”后，会对系统的误动概率进行增加，在实际设计当中，即需要能够做好考虑，避免出现从“2/3”直接退化到“1/2”的情况。

4结束语

在上文中，我们对基于安全级DCS系统的故障诊断与处理要求进行了一定的研究。在未来生产中，即需要能够充分联系同实际以及运行需求做好故障诊断工作，保证系统具有具有更高的可用性以及可靠性水平。

参考文献

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